Определить передаточное отношение червячной передачи. Недостатки червячной передачи

Признаки беременности после имплантации эмбриона

Теги; Червячные передачи, червячный вал, венец червячный, бронзовый червяк, винтовая передача, червячная передача, винт червячый, червячная шестерня, червяк редуктора червяк, шестерни, червячный венец, колесо червячное

Червячные передачи применяют для передачи вращательного движения между валами, у которых угол скрещивания осей обыч¬но составляет 0 = 90° (рис.2.5.1).

Соотношение между 2 и 3 означает, что 2 или 3 пары зубов всегда находятся в контакте. Такое высокое отношение, как правило, не получается с помощью внешних цилиндрических зубчатых колес, но может быть разработано в зацеплении с внутренними шестернями, винтовыми передачами или специально разработанными нестандартными внешними цилиндрическими зубчатыми колесами.

При рассмотрении всех типов зубчатых колес коэффициент контакта состоит из двух компонентов. Соотношение радиального контакта, ε α Коэффициент контакта при перекрытии, ε β. Компонент отношения к перекрытию существует только в парах редукторов, которые имеют спиральные или спиральные формы зубов. Уравнения для радиального контактного отношения для цилиндрических и цилиндрических зубчатых колес приведены со ссылкой на. Когда коэффициент контакта неадекватен, есть три способа его увеличения. Это несколько очевидно из рассмотрения уравнения.

Рисунок 2.5.1. Червячная передача: 1 — червяк; 2 — венец червячного колеса.

В большинстве случаев веду¬щим является червяк, т. е. короткий винт с трапецеидальной или близкой к ней резьбой.

Для облегания тела червяка венец червячного колеса имеет зубья дугообразной формы, что увеличивает длину контактных линий в зоне зацепления.





При таком подходе сетку можно рассматривать как цилиндрические шестерни. представлены уравнения, определяющие коэффициент контакта. Пример спирального конического зубчатого колеса. Эта группа относится к винтовой передаче и червячной передаче. Уравнения являются приближениями, рассматривая червячную и червячную сетку в плоскости, перпендикулярной оси червячной шестерни, и сравнивая ее с цилиндрической шестерней и сеткой. представляет эти уравнения. Это перекрытие добавляет к коэффициенту контакта.

Червячная передача — это зубчато-винтовая передача, дви¬жение в которой осуществляется по принципу винтовой пары.

6.1.2 Область применения червячных передач

Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях, обычно не превышающих 100 кВт. Приме¬нение передач при больших мощностях неэкономично из-за срав¬нительно низкого к. п. д. и требует специальных мер для охлажде¬ния передачи во избежание сильного нагрева. Червячные передачи широко применяют в подъемно-тран¬спортных машинах, троллейбусах и особенно там, где требуется высокая кинематическая точность (делительные устройства стан¬ков, механизмы наводки и т. д.). Червячные передачи во избежание их перегрева предпочти¬тельно использовать в приводах периодического (а не непрерыв¬ного) действия.

Это в отличие от зубчатых колес, которые не имеют зубного действия в осевом направлении. Таким образом, для тех же пропорций зубьев в плоскости вращения спиральные и спиральные конические шестерни обеспечивают значительное увеличение отношения контакта. Величина осевого контактного отношения является прямой функцией ширины зубчатой ​​передачи, как показано на рисунке.

Очевидно, что коэффициент контакта может быть увеличен либо увеличением ширины зубчатого колеса, либо увеличением угла спирали. Коронация - это удаление небольшого количества зуба от центра на расстоянии до края, что делает поверхность зуба слегка выпуклой. Этот метод позволяет зубчатому колесу поддерживать контакт в центральной области зуба и позволяет избегать краевого контакта с последующей более низкой грузоподъемностью. Коронация также допускает больший толерант при несоосности передач в их сборке, поддерживая центральный контакт.

6.1.3 Достоинства червячной передачи

1) Плавность и бесшум¬ность работы.
2) Компактность и сравнительно небольшая мас¬са конструкции.
3) Возможность большого редуцирования, т. е. получения больших переда¬точных чисел (в отдельных случаях в не силовых передачах до 1000).
4) Возможность получе¬ния самотормозящей передачи, т. е. допускающей передачу дви¬жения только от червяка к колесу. Самоторможение червячной передачи позволяет выполнить механизм без тормозного устрой¬ства, препятствующего обратному вращению колеса.
5) Высокая кинематическая точность.

Освобождение - это скос поверхности зуба. Это похоже на венцов, за исключением того, что это более простой процесс и только приближение к коронации. Это не так эффективно, как венчание. Преимуществом является то, что на вершине зуба не будет заусенцев. Кроме того, наружный диаметр очень концентричен с кругом тангажа.

Это позволяет выполнять вторичные операции обработки, используя этот диаметр для гнездования. Семитоппинг - это снятие фаски в верхний угол зуба, который выполняется одновременно с образованием зубов, показывает полутоптический резак и результирующее сгенерированное полутопное зубчатое колесо. Указывает рекомендуемую величину полутоппинга. Обе модификации требуют специальных средств генерации. Они являются независимыми модификациями, но, при желании, могут применяться одновременно.

6.1.4 Недостатки червячной передачи

1) Сравнительно низкий к. п. д. вследствие сколь¬жения витков червяка по зубьям колеса.
2) Значительное выделе¬ние теплоты в зоне зацепления червяка с колесом.
3) Необходи¬мость применения для венцов червячных колес дефицитных ан¬тифрикционных материалов.
4) Повышенное изнашивание и склонность к заеданию.

Ячейкой с зацеплением является базовая форма одиночной шестерни. Для очень распространенных случаев шпоры и скошенных сеток, а направление вращения водителя и ведомых шестерен обращено. В случае внутренней зубчатой ​​сетки обе шестерни имеют одинаковое направление вращения.

В дополнение к этим четырем основным формам комбинацию стойки и шестерни можно рассматривать как особый тип. Пусть первая передача на первом этапе будет водителем. Тогда соотношение скоростей двухступенчатого поезда. В двухступенчатой ​​зубчатой ​​передаче шестерня 1 вращается в том же направлении, что и шестерня. В этом устройстве шестерня 2 известна как простоя, которая имеет не влияет на передаточное отношение. Представлена ​​базовая форма системы планетарных передач. Она состоит из солнечной шестерни, планетных передач, внутренней шестерни и несущей.

6.1.5 Классификация червячных передач

В зависимости от формы внешней поверхности червяка (рис.2.5.2) передачи бывают с цилиндрическим (а) или с глобоидным (б) червяком.

Глобоидная передача имеет повышенный к.п.д., более высо¬кую несущую способность, но сложна в изготовлении и очень чувствительна к осевому смещению червяка, вызванному изнашиванием подшипников.

Входные и выходные оси планетарной системы находятся на одной линии. Обычно он использует две или более планетарных передач для равномерного распределения нагрузки. Он компактен в пространстве, но сложный по своей структуре. Планетарные редукторные системы нуждаются в высококачественном производственном процессе.

Разделение нагрузки между планетарными передачами, интерференция внутренней шестерни, баланс и вибрация вращающегося носителя, а также опасность заклинивания и т.д. являются неотъемлемыми проблемами, которые необходимо решить. Солнечная шестерня, внутренняя передача и несущая имеют общую ось. Это условие, необходимое для соответствия центральных расстояний передач. Поскольку уравнение справедливо только для стандартной редукторной системы, можно варьировать количество зубьев, используя конструкции с перевернутыми зубчатыми колесами.

1. В зависимости от направления линии витка червяка чер¬вячные передачи бывают с правым и левым направлением линии витка.
2. В зависимости от числа витков (заходов резьбы) червяка передачи бывают с одновитковым или многовитковым червяком.

Рисунок 2.5.2. Схемы червячных передач

Это условие, необходимое для размещения планетарных передач равномерно расположенных вокруг солнечной шестерни. Если требуется неравномерное размещение планетарных передач, то уравнение должно быть удовлетворено. Где: θ = половина угла между смежными планетарными передачами.

Удовлетворение этого условия гарантирует, что смежные планетарные передачи могут работать, не мешая друг другу. Это условие, которое должно быть выполнено для стандартной конструкции шестерни с равным размещением планетарных передач. Для других условий система должна удовлетворять соотношению.

3. В зависимости от расположения червяка относительно колеса (рис. 2.5.3) передачи бывают: с нижним (а), боковым (б) и верхним (в) червяками. Чаще всего расположение червяка диктуется условиями компоновки изделия. Нижний червяк обыч¬но применяют при окружной скорости червяка u1?5 м/с во избежание потерь на перемешивание и разбрызгивание масла.
4. В зависимости от формы винтовой поверхности резьбы цилиндрического червяка передачи бывают: с архимедовым, конволютными и эвольвентным червяками. Каждый из них требует особого способа нарезания.

В этом типе внутренняя шестерня фиксирована. Коэффициент скорости рассчитывается как дюйм. Обратите внимание, что направление вращения входных и выходных осей одинаково. В этом типе солнечная шестерня фиксирована. Коэффициент скорости рассчитывается как на следующей странице. Обратите внимание, что направления вращения входных и выходных осей одинаковы.

В строгом определении этот поезд теряет черты планетной системы и становится обычной шестерней. Солнечная шестерня - это входная ось, а внутренняя передача - выход. Ссылаясь на то, что планетарные передачи - просто бездельники. Входные и выходные оси имеют противоположные повороты.

Рисунок 2.3.3 Виды расположения червяка

Эвольвентным червяк представляет собой цилиндрическое косозубое колесо с эвольвентным профилем и с числом зубьев, равным числу вит¬ков червяка.

Практика показала, что при одинаковом качестве изготовле¬ния форма профиля нарезки червяка мало влияет на работоспо¬собность передачи. Выбор профиля нарезки червяка зависит от способа изготовления и связан также с формой инструмента для нарезания червячного колеса.

Зацепление не может функционировать, если длина тяжелой линии не равномерно разделяется круговым шагом. Уравнение определяет это условие. Показывает ограниченную систему передач, в которой размещена сетка. Тяжелая линия соответствует ремню. Если длина ремня не может быть равномерно распределена круговым шагом, система не работает. Он описывается уравнением.

Зазор обеспечивается по разным причинам и не может быть обозначен без учета условий механической обработки. Общая цель люфта заключается в предотвращении заклинивания зубчатых колес, одновременно соприкасаясь с обеими сторонами их зубов. Небольшое количество люфта также желательно обеспечить пространство для смазки и дифференциальное расширение между шестеренными компонентами и корпусом. Любая ошибка в механической обработке, которая имеет тенденцию увеличивать вероятность заклинивания, обусловливает необходимость увеличения величины люфта, по крайней мере, до возможных кумулятивных ошибок.

Наибольшее распро¬странение получили архимедовы червяки рис. 2.5.4.

Рисунок 2.5.4 Архимедов червяк

6.1.6 Основные геометрические соотношения в червячной передаче

Геометрические размеры червяка и колеса определяют по формулам, аналогичным формулам для зубчатых колес. В червячной передаче расчетным является осевой модуль червяка m, равный торцовому модулю червячного колеса. Значения расчетных модулей m выбирают из ряда: 2; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20 мм.

Следовательно, чем меньше величина люфта, тем точнее должна быть обработка шестерен. Бег обоих передач, ошибки в профиле, высота тона, толщина зуба, угол спирали и расстояние по центру - все это факторы, которые следует учитывать при определении величины люфта. С другой стороны, чрезмерный люфт нежелателен, особенно если привод часто реверсируется или при наличии избыточной нагрузки. Объем люфта не должен быть чрезмерным для требований работы, но он должен быть достаточным, чтобы затраты на механическую обработку не превышали необходимого.

6.1.7 Основные геометрические размеры червяка (рис. 2.5.6):



Рисунок 2.5.6 Геометрические параметры червяка

угол профиля витка в осевом сечении 2а = 40°
расчетный шаг червяка (2.5.1),
откуда расчетный модуль (2.5.2),
ход витка (2.5.3),
где z1 — число витков червяка;
- высота головки витка червяка и зуба колеса;
- высота ножки витка червяка и зуба колеса;
- делительный диаметр червяка, т. е. диаметр такого цилиндра червяка, на котором толщина витка равна ширине впадины,
где q — число модулей в делительном диаметре червяка или коэффициент диаметра червяка.
Чтобы червяк не был слишком тонким, q увеличивают с уменьшением m . Тонкие червяки при работе получают большие прогибы, что нарушает правильность зацепления.

Особенности Анимация сил в игре в передаче. Геометрия зубов имеет эволюционирующий тип окружности, это решение обеспечивает спаривание, «скатывание без скользящих» зубов, которое минимизирует износ, вибрацию и шум и максимизирует эффективность передачи энергии, Механизмы разного размера часто используются парами для увеличения крутящего момента при уменьшении угловой скорости или наоборот, увеличения скорости за счет уменьшения времени. Это основной принцип изменения скорости автомобилей. Учитывая пару передач, коэффициент преобразования скорости обратно пропорционален отношению между количеством соответствующих зубов.

Значения коэффициентов диаметра червяка q выбирают из ряда: 7,1; 8,0; 9,0; 10,0; 11,2; 12,5; 14,0; 16,0; 18,0; 20,0; 22,4; 25,0.

Длина нарезанной части червяка зависит от числа витков.

6.1.8 Основные геометрические размеры червячного колеса

Рисунок 2.5.7 Геометрические параметры червячного колеса

Отрицательный знак указывает на обратный смысл вращения двух зубчатых колес. Диаметр зубчатого колеса связан с количеством зубьев через ступень или модулем зубчатого колеса. Таким образом, колеса могут правильно соединяться между ними, необходимо, чтобы шаг или модуль, т.е. расстояние между гребнями, одинаковы для обоих. Поскольку набор шестерен не является усилителем или сервосистемой, закон сохранения энергии заставляет выходную мощность системы равна входящему, меньше потерь на трение. Связь между парами дается непосредственно из соотношения между зубами.

диаметр вершин витков (2.5.4),
диаметр вершин витков (2.5.5),
делительный диаметр (2.5.6),
диаметр вершин зубьев (2.5.7),
диаметр впадин колеса (2.5.8)
межосевое расстояние — главный параметр червячной передачи

(2.5.9)

где -коэффициент смещения инструмента,
наибольший диаметр червячного колеса

(2.5.10)

Ширина венца червячного колеса зависит от числа витков червяка: В ГОСТе рекомендуются сочетания параметров z1, z2, q, m,обеспечивающие при стандартных межосевых расстояниях получение различных передаточных чисел u..

Опять же, меньший знак выражает передачу обратной пары для обычных передач. Зубчатые передачи изготавливаются путем вытягивания цилиндра с соответствующим зубом или путем вырезания зубов с помощью специальных фрезерных станков с зубчатыми колесами. Расположение зубьев Зубцы зубьев могут быть размещены несколькими способами. Снаружи это классическая отделка шестерни, придающая шестерке оборванную форму, при этом зубы обращены наружу. Внутри это расположение шестерни оставляет гладкий внешний край, в то время как внутри зубчатых колес, которые направлены на ось бокового зубчатого колеса, эта компоновка принимает форму, похожую на корону короля на шестерню.

6.1.9 Конструктивные элементы червячной передачи

В большинстве случаев червяк изготовляют как одно целое с валом, для обеспечения жесткости червяка.

Для экономии бронзы зубчатый венец червячного колеса изготовляют отдельно от чугунного или стального диска:
1) колесо с напрессованным венцом. Эта конструкция применяется при небольшом диаметре колес в мелкосерийном производстве (рис. 2.5.8).

Типы зубчатых передач Зубчатые передачи могут иметь различные механизмы. Простой зубчатый диск. Наиболее распространенным типом зубчатого колеса является прямое зубчатое колесо. Зубчатое колесо плоское, ось зуба выступает в радиальном направлении от центра вращения зубчатой ​​передачи, а зубчатые выступы пересекаются поперек плоскости вращения и параллельны друг другу. Эти шестерни могут соответствовать только параллельным осям и также страдают от проблемы игры: когда вращение происходит в одном направлении, зуб нажимает на одну сторону соответствующего зуба другого колеса, а если поворот обратный, противоположная сторона должна нажать на соответствующую и это включает момент, когда зубы движутся без передачи движения, а это означает, что на мгновение после применения входящего вращения нет исходящего вращения, поэтому были разработаны альтернативные решения для устранения проблемы, когда это необходимо. даже полые колеса звездочек, в которых зубчатая структура сформирована на внутренней поверхности цилиндра, вырезанного в самом колесе.

Рисунок 2.5.8 Колесо с напрессованным венцом

2) колесо с привернутым венцом. Такую конструкцию применяют при диметрах колеса более 400мм (рис.2.5.9)

Рисунок 2.5.9 Колесо с привернутым венцом

3) колесо с венцом, отлитым на стальном центре. Эту конструкцию применяют в серийном и массовом производстве (рис. 2.5.10)

Рисунок 2.5.10 колесо с отлитым венцом Теги; Червячные передачи, червячный вал, венец червячный, бронзовый червяк, винтовая передача, червячная передача, винт червячый, червячная шестерня, червяк редуктора червяк, шестерни, червячный венец, колесо червячное

Л.5 Червячные передачи.

1. Общие сведения, устройство передачи, материалы, область применения, достоинства и недостатки.

2. Геометрическое соотношение размеров червячной передачи с архимедовым червяком.

3. Основные критерии работоспособности червячных передач и расчет их на прочность.

4. Тепловой расчет червячной передачи.

5. Последовательность проектировочного расчета червячных передач.

1. Общие сведения, устройство передачи, материалы, область применения, достоинства и недостатки.

Червячная передача (рис. 5.1, с. 131 Мархель) – механизм для передачи вращения между валами посредством винта червяка (червяка 1) и сопряженного с ним червячного колеса 2.

Геометрические оси валов при этом скрещиваются под углом 90 0 . Ведущим элементом здесь обычно является червяк (как правило, это винт с трапецеидальной резьбой), ведомым – червячное колесо с зубьями особой формы, получаемыми в результате взаимного огибания с витками червяка.

Различают два вида червячных передач: цилиндрическое (с цилиндрическими червяками, см. рис.5.1, а , в ); глобоидные (с глобоидными червяками, см. рис.5.1, б ).

Червячные передачи применяют при небольших и средних мощностях в разных отраслях машиностроения.

Вопрос : Какие из цилиндрических и конических зубчатых передач применяют для передачи вращения между валами, оси которых скрещиваются?

-Для передачи вращения между валами, оси которых скрещиваются, приемлемы цилиндрическая винтовая и коническая гипоидная передачи.

Червячную передачу, у червяка и колеса которой делительные и начальные поверхности цилиндрические, называют цилиндрической червячной передачей.

В зависимости от формы профиля витка различают:

Архимедов червяк (рис.5.2, а ) – цилиндрический червяк, торцовый профиль витка которого является архимедовой спиралью. Этот червяк подобен винту с трапецеидальной резьбой;

Эвольвентный червяк (рис. 5.2, б ); имеет эвольвентный профиль витка в его торцовом сечении (как у косозубого колеса);

Конволютный червяк; торцовый профиль витка является удлиненной или укороченной эвольвентой.

В машиностроении из цилиндрических червяков наиболее распространены архимедовы червяки. Их можно нарезать на обычных токарных или резьбофрезерных станках.

По числу витков червяки делят на однозаходные и многозаходные, по направлению витка – левые или правые. Наиболее распространено правое направление с числом витков червяка , зависящим от передаточного числа;выбирают так, чтобы обеспечить число зубьев колеса

.

С увеличением числа заходов (витков) червяка угол подъема винтовой линии возрастает, что повышает КПД передачи. Поэтому однозаходные (одновитковые) червяки без крайней необходимости применять не рекомендуется.

В большинстве случаев червяки изготавливают за одно целое с валом, реже – отдельно от вала, а затем закрепляют на нем.

Червячное колесо (рис. 5.1,а) в отличие от косозубых зубчатых колес имеет вогнутую форму зуба, способствующую облеганию витков червяка.

Направление и угол подъема зубьев червячного колеса соответствуют направлению и углу подъема витков червяка.

Минимальное число зубьев колеса

определяют из условия отсутствия подрезания и обеспечения достаточной поверхности зацепления. Для силовых передач рекомендуется принимать

, во вспомогательных кинематических передачах

. Максимальное число зубьев не ограничено, но в силовых передачах чаще принимают 50-60 (до 80). В кинематических передачах может доходить до 600-1000.

Вопрос : Какие передачи показаны на рис.5.2?

- На рис. 5.2 показаны цилиндрические червячные передачи.

Червячную передачу, показанную на рис. 5.4, называют глобоидной. Витки ее червяка расположены на глобоидной (торовой) поверхности. Эта передача появилась сравнительно недавно, имеет повышенную нагрузочную способность (в 1,5-2 раза больше, чем у обычных червячных передач), так как линия контакта в глобоидных передачах располагается благоприятно, что улучшает условия для образования масляных клиньев, и в зацеплении находится большое число зубьев колеса и витков червяка.

Глобоидные передачи требуют повышенной точности изготовления и монтажа, искусственного охлаждения. Эти передачи применяют реже, чем цилиндрические.

Вопрос: Чем в основном достигается повышенная нагрузочная способность глобоидных передач по сравнению с цилиндрическими червячными передачами?

- Червяк в глобоидной передаче охватывает колесо по дуге (сравните рис. 5.2 и рис.5.4), поэтому при одних и тех же габаритных размерах в зацеплении одновременно находится большое число зубьев, чем в обычной цилиндрической червячной передаче, поэтому глобоидные передачи могут передать при одних и тех же габаритных размерах большую мощность.

Материалы червячной передачи.

Материалы в червячной передаче должны иметь в сочетании низкий коэффициент трения, обладать повышенной износостойкостью и пониженной склонностью к заеданию. Обычно это разнородные материалы.

Червяки изготавливают в основном из сталей марок 40,45,50 с закалкой до HRC 45-55 ; 15Х; 20Х; 40Х; 40ХН; 12ХН3, 18ХГТ с цементацией и закалкой до HRC 58-63 .

Червячные колеса (или их венцы) изготавливают только из антифрикционных сплавов.

При скоростях скольжения до 2 м/с и больших диаметрах колес для их изготовления можно использовать чугуны марок СЧ15, СЧ20, СЧ25; до 6 м/с – применяют алюминиево-железистые бронзы БрА9Ж4, до 25 м/с и длительной работе без перерыва применяют оловянистую бронзу БрО10Ф, оловянно-никелевую бронзу БрОНФ.

Вопрос : Можно ли изготовить червяк из чугуна или бронзы?

- Не рекомендуется. Только для неответственных тихоходных передач для изготовления червяков применяют серый чугун, для экономии цветных сплавов в неответственных (несиловых) передачах с колесами большого диаметра червяк изготавливают из бронзы.

Вопрос : Назовите распространенные варианты сочетания материалов для червяка и червячного колеса:

Сталь-чугун;

Чугун-чугун;

Бронза- сталь;

Сталь – бронза;

Чугун – бронза.

-Ответ: сталь – бронза.

Передаточное число червячной передачи u определяют из условия, что за каждый оборот червяка колесо поворачивается на число зубьев, равное числу витков червяка:


,

где - число зубьев колеса червячной передачи;

- число витков червяка.

Вопрос : Определите число зубьев колеса червячной передачи, если число витков червяка

, передаточное число

?

-Число зубьев колеса червячной передачи для данного примера .

Достоинства червячных передач :

Возможность получения больших передаточных чисел (одной парой – от 8 до 100, а в кинематических передачах – до 1000);

Плавность и бесшумность работы;

Возможность выполнения самотормозящей передачи (ручные грузоподъемные тали);

Компактность и сравнительно небольшая масса конструкции передачи.

Недостатки :

Сравнительно невысокий КПД (0,7-0,92), в самотормозящих передачах – до 0,5;

Сильный нагрев передачи при длительной работе;

Необходимость применения для колеса дорогих антифрикционных материалов;

Небольшие по сравнению с зубчатой передачей передаваемые мощности (до 200 кВт, чаще – до 50 кВт).

Публикации по теме